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專題04內(nèi)能內(nèi)能的利用(測(cè)試)滿分100分時(shí)間60分鐘一、選擇題(本大題共12小題,每小題3分,共36分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.把﹣10℃的鐵塊放進(jìn)0℃的水中,一段時(shí)間后,所有物體均保持在0℃不變。不考慮它們與外界的熱傳遞()A.肯定有水凝華成冰B.水的內(nèi)能不變C.水的內(nèi)能在減少D.能說(shuō)明水的比熱容大于鐵的【答案】C【詳解】A.水的內(nèi)能降低,會(huì)使一部分水凝固成冰,故A錯(cuò)誤;BC.把-10℃的鐵塊放進(jìn)0℃的水中,一段時(shí)間后,所有物體均保持在0℃不變,會(huì)發(fā)生熱傳遞,在這個(gè)過(guò)程中,水的熱量傳遞給鐵塊,會(huì)導(dǎo)致水的內(nèi)能降低,鐵的內(nèi)能增大,故B錯(cuò)誤,C正確;D.根據(jù)題目中給定的一些信息,無(wú)法判斷二者的比熱容大小,故D錯(cuò)誤。故選C。2.榆陽(yáng)區(qū)有6項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品納入了全國(guó)名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品,標(biāo)志著榆陽(yáng)區(qū)名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品品牌建設(shè)邁上了一個(gè)新臺(tái)階。下列說(shuō)法不正確的是(
)A.炒米茶時(shí),通過(guò)熱傳遞的方式增加小米的內(nèi)能B.切開(kāi)的香瓜香味撲鼻是擴(kuò)散現(xiàn)象C.葡萄成熟后落果,掉落過(guò)程機(jī)械能守恒D.煮小米粥時(shí),溫度越高含有的熱量越多【答案】D【詳解】A.改變內(nèi)能的方式:做功和熱傳遞,炒米茶時(shí),小米的內(nèi)能增加是通過(guò)熱傳遞的方式改變的,故A正確,不符合題意;B.切開(kāi)的香瓜香味撲鼻,說(shuō)明分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),是擴(kuò)散現(xiàn)象,故B正確,不符題意;C.葡萄成熟后落果,掉落過(guò)程只有重力做功,機(jī)械能守恒,故C正確,不符合題意;D.熱量是過(guò)程量,不能說(shuō)含有熱量,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。3.關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說(shuō)法正確的是(
)A.溫度高的物體含有的熱量多B.物體吸收熱量,溫度一定升高C.熱傳遞過(guò)程中,溫度從高溫物體傳遞給低溫物體D.物體溫度升高,內(nèi)能增加【答案】D【詳解】A.熱量是一個(gè)過(guò)程量,不能說(shuō)含有,故A錯(cuò)誤;B.物體吸收了熱量,溫度可以不變,比如晶體熔化時(shí),不斷吸收熱量,但溫度不變,故B錯(cuò)誤;C.熱傳遞過(guò)程中,熱量是從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,傳遞的不是溫度,故C錯(cuò)誤;D.同一物體,溫度升高,內(nèi)能一定增加,故D正確。故選D。4.下列各項(xiàng)排列中,按照尺度的數(shù)量級(jí)由大到小排列的是()A.銀河系、太陽(yáng)系、地球、生物體、分子、原子核B.太陽(yáng)系、銀河系、地球、生物體、原子核、分子C.銀河系、太陽(yáng)系、地球、生物體、原子核、分子D.太陽(yáng)系、銀河系、地球、生物體、分子、原子核【答案】A【詳解】太陽(yáng)系是銀河系中的恒星系,地球是太陽(yáng)系周圍的行星之一,地球上有許多生物體,生物體是由分子組成,分子由原子組成,原子由原子核與核外電子組成,則按照尺度的數(shù)量級(jí)由大到小排列的是銀河系、太陽(yáng)系、地球、生物體、分子、原子核,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。5.鎵是灰藍(lán)色或銀白色的金屬,元素符號(hào)Ga,它的熔點(diǎn)是29.7℃,沸點(diǎn)是2403℃。如圖所示,一塊金屬鎵放在手心,溫度由20℃升高到29.7℃并保持一段時(shí)間后升溫至36℃。在此過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是(
)A.鎵的分子動(dòng)能保持不變B.鎵的內(nèi)能先增大后不變?cè)僭龃驝.鎵吸收熱量,內(nèi)能不斷增大D.鎵從手吸熱的原因是手的內(nèi)能大于鎵的內(nèi)能【答案】C【詳解】A.鎵的溫度升高了,分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇了,分子動(dòng)能增大。故A錯(cuò)誤;B.鎵在熔化過(guò)程中溫度保持不變,但仍從手上吸收熱量,它的內(nèi)能是持續(xù)增大的。故B錯(cuò)誤;C.整個(gè)過(guò)程,鎵的溫度低于手的溫度,始終從手上吸熱,內(nèi)能不斷增大。故C正確。D.鎵從手上吸熱,是因?yàn)槭值臏囟雀哂阪壍臏囟?,而不是手的?nèi)能大于鎵的內(nèi)能。故D錯(cuò)誤。故選C。6.《冬日田園雜興》:榾柮無(wú)煙雪夜長(zhǎng),地爐煨酒暖如湯。如圖甲中用地爐加熱酒,鍋內(nèi)的熱水和酒的溫度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示,下列說(shuō)法中正確的是()A.酒和熱水含有的熱量相同B.酒從熱水中吸熱內(nèi)能增大C.熱水和酒之間發(fā)生熱傳遞的原因是它們內(nèi)能不同D.熱水和酒溫度相同后仍在發(fā)生熱傳遞【答案】B【詳解】A.熱量是過(guò)程量,不能用含有來(lái)描述,故A錯(cuò)誤;BC.酒的溫度比熱水的溫度低,因此它們之間接觸時(shí)會(huì)發(fā)生熱傳遞,熱量從高溫的熱水傳遞到低溫的酒,熱水放出熱量,酒吸熱溫度升高,內(nèi)能增大,故B正確,C錯(cuò)誤;D.溫差是形成熱傳遞的必要條件,熱水和酒溫度相同后,沒(méi)有溫度差,現(xiàn)實(shí)熱平衡,不再發(fā)生熱傳遞,故D錯(cuò)誤。故選B。7.新冠病毒一般呈球形,直徑在75~160nm之間,主要通過(guò)飛沫和接觸傳播,下列說(shuō)法正確的是()A.病毒粒子可以用肉眼直接看到B.溫度越高,構(gòu)成新冠病毒的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈C.新冠病毒隨飛沫傳播是一種分子運(yùn)動(dòng)D.佩戴口罩可防感染,是因?yàn)榭谡植牧系姆肿又g沒(méi)有空隙【答案】B【詳解】A.人眼直接觀察到的大小只有1mm左右,物體病毒粒子75~160nm之間,不能用肉眼直接看到,故A錯(cuò)誤;B.一切物體都是由分子構(gòu)成的,分子的熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān),溫度越高,構(gòu)成新冠病毒的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,故B正確;C.分子的大小在1nm左右,新冠病毒遠(yuǎn)大于分子的大小,不屬于分子,故飛沫傳播也不是一種分子運(yùn)動(dòng),而屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.分子間總是存在間隙,佩戴口罩可防感染,是因?yàn)榭谡植牧系目障缎∮诓《镜闹睆?,故D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖所示為單缸四沖程汽油機(jī)工作時(shí)某個(gè)沖程示意圖,則下列說(shuō)法正確的是()A.該圖表示汽油機(jī)的做功沖程B.該圖表示汽油機(jī)的排氣沖程C.該沖程中汽缸內(nèi)氣體溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)更劇烈D.一個(gè)工作循環(huán)中有一個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來(lái)完成【答案】C【詳解】AB.如圖,兩氣門(mén)關(guān)閉,活塞上行,為壓縮沖程,故AB錯(cuò)誤;C.如圖為壓縮沖程,在這個(gè)沖程中,活塞壓縮缸內(nèi)氣體,對(duì)氣體做功,使缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增大,溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)更劇烈,故C正確;D.一個(gè)工作循環(huán)中,除做功沖程外,其余三個(gè)沖程都要靠飛輪的慣性來(lái)完成,故D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片,下列說(shuō)法中正確的是()A.此過(guò)程中小球的機(jī)械能總量保持不變B.小球彈起的高度越來(lái)越小說(shuō)明能量不守恒C.小球在運(yùn)動(dòng)中是通過(guò)做功的方式使內(nèi)能增加D.小球和地面之間發(fā)生撞擊,所以小球的熱量會(huì)增加【答案】C【詳解】A.在小球的運(yùn)動(dòng)中,與空氣摩擦做功或與地面撞擊做功,有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,所以小球的機(jī)械能總量會(huì)減小,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈起的高度越來(lái)越小,說(shuō)明重力勢(shì)能越來(lái)越小,同時(shí)速度越來(lái)越慢,也就是動(dòng)能越來(lái)越小,所以小球的機(jī)械能減少;機(jī)械能減少的原因是克服與空氣摩擦做功,與地面撞擊做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了部分內(nèi)能,但能量的總量是守恒的,故B錯(cuò)誤;CD.小球和地面之間發(fā)生撞擊,所以小球的內(nèi)能會(huì)增加,是通過(guò)做功的方式增大內(nèi)能的,熱量是一個(gè)過(guò)程量,不能說(shuō)熱量增加,故D錯(cuò)誤,C正確。故選C。10.如圖1所示是某型號(hào)手電筒風(fēng)扇。只閉合照明開(kāi)關(guān)時(shí),照明燈亮起;只閉合風(fēng)扇開(kāi)關(guān)時(shí),風(fēng)扇單獨(dú)工作。圖2是手電筒風(fēng)扇工作時(shí)的能量流向示意圖,電池充電時(shí),將能量以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存,工作時(shí)給電動(dòng)機(jī)和照明燈供電。對(duì)下圖方框中能量形式判斷正確的是(
)A.甲是“內(nèi)能” B.乙是“電能” C.丙是“光能” D.丁是“機(jī)械能”【答案】B【詳解】給電池充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故甲是“電能”,電池供電時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故乙是“電能”,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故丙是“機(jī)械能”,照明燈工作時(shí)將電能主要轉(zhuǎn)化為光能,故丁是“光能”,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選B。11.用相同的加熱裝置持續(xù)給a、b兩種固體加熱,兩固體相同時(shí)間內(nèi)吸收熱量相同,且質(zhì)量maA.0~t1時(shí)間內(nèi),a吸熱比b多B.0~t1時(shí)間內(nèi),a吸熱比b少C.a(chǎn)、b為固態(tài)時(shí),a的比熱容比b小D.由于質(zhì)量不相等,故無(wú)法比較a、b的比熱容關(guān)系【答案】D【詳解】ABD.0~t1時(shí)間內(nèi),相同的加熱裝置在相同時(shí)間內(nèi)吸收熱量相同,a升高的溫度比b升高的溫度多,但是質(zhì)量ma>mb,根據(jù)C.a(chǎn)、b為固態(tài)時(shí),加熱時(shí)間不同,質(zhì)量不同,升高的溫度不同,無(wú)法比較a、b的比熱容關(guān)系,故C錯(cuò)誤。故選D。12.如圖所示,小健往甲、乙兩個(gè)杯子中倒入等質(zhì)量的熱水,同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),測(cè)得水溫隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。可推測(cè)(
)A.乙杯中的熱水先降至60℃B.甲杯中的水在0~10min放出的熱量比乙杯的多C.兩杯水的質(zhì)量及初溫相同,降溫速度不同是因?yàn)閮杀谋葻崛莶煌珼.由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:兩杯熱水降溫快慢不同唯一的原因是兩個(gè)杯子的材料不同【答案】B【詳解】A.由圖可知,甲杯中的熱水先降至60℃,故A錯(cuò)誤;B.由題意可知,甲乙都為水、質(zhì)量相等,在0~10min內(nèi)Δt甲>Δt乙,根據(jù)Q放=cmΔt可知,Q甲>Q乙,即甲杯中的水放出的熱量較多,故B正確;CD.甲乙都為水,即兩杯水的比熱容相同,而兩杯熱水降溫快慢不同的原因可能是兩個(gè)杯子開(kāi)口散熱面積的大小或杯身散熱的材料不同等,故CD錯(cuò)誤。故選B。二、填空題(每空1分,共28分)13.2023年11月某校進(jìn)行了安全教育演練,演示了滅火器的使用,如圖所示,滅火器放在烈日下,溫度會(huì)(選填“升高”或“降低”),這是通過(guò)方法使內(nèi)能增加,具有一定的危險(xiǎn)性,當(dāng)滅火器對(duì)外做功噴泡沫時(shí),其溫度會(huì)(選填“升高”或“降低”),為了安全,滅火器應(yīng)存放在陰涼干燥之處?!敬鸢浮可邿醾鬟f降低【詳解】根據(jù)題意可知,滅火器放在烈日下溫度會(huì)升高,這種改變內(nèi)能的方法是熱傳遞,從而使其內(nèi)能增加,具有一定的危險(xiǎn)性,為了安全,滅火器應(yīng)存放在陰涼干燥處。當(dāng)滅火器對(duì)外做功噴泡沫時(shí),內(nèi)能減小,溫度降低。14.把杯中的水喝掉一半,則剩下的水的比熱容將(選填“變小”、“變大”或“不變”)。將兩個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓,它們會(huì)粘在一起,說(shuō)明分子間存在。若把分子看成一個(gè)小球,則一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m,合【答案】不變引力0.1【詳解】比熱容是物體的一種特性,與物體質(zhì)量無(wú)關(guān),把杯中的水喝掉一半,剩下的水的質(zhì)量改變,比熱容將不變。分子間存在引力,將兩個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓,它們會(huì)粘在一起。若把分子看成一個(gè)小球,則一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為115.如圖所示,水燒至沸騰時(shí),壺蓋不斷向上跳動(dòng),此過(guò)程中水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為﹔壺體是采用良好的材料制成的(選填“導(dǎo)電性”或“導(dǎo)熱性”),為提高爐灶的燃燒效率,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N方法?!敬鸢浮繖C(jī)械能導(dǎo)熱性調(diào)節(jié)爐灶的風(fēng)門(mén),使火焰為藍(lán)色【詳解】水沸騰時(shí),壺蓋不斷向上跳動(dòng),是因?yàn)樗魵馀蛎泴?duì)壺蓋做功,把壺蓋頂起來(lái),是將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能。將水燒開(kāi),水要吸熱,壺體是采用良好的導(dǎo)熱性材料制成的,為提高爐灶的燃燒效率,可提高燃?xì)獾睦寐剩{(diào)節(jié)爐灶的風(fēng)門(mén),使火焰為藍(lán)色。16.我國(guó)古代科技著作《天工開(kāi)物》中,對(duì)鐵器的鑄造有“鐵化如水,以泥固鈍鐵柄勺從嘴受注”這樣的記載,如題圖所示。在“鐵化如水”這個(gè)過(guò)程發(fā)生的物態(tài)變化為,此過(guò)程鐵要選填(“吸熱”或“放熱”)。鍛造好的鐵器為了增加硬度,要放到冷水里“淬火”,這是利用水的大的特性?!敬鸢浮咳刍鼰岜葻崛荨驹斀狻课镔|(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程叫熔化。古代科技著作《天工開(kāi)物》中,對(duì)鐵器的鑄造有“鐵化如水,以泥固鈍鐵柄勺從嘴受注”這樣的記載,如題圖所示。在“鐵化如水”這個(gè)過(guò)程發(fā)生的物態(tài)變化為熔化,此過(guò)程鐵要吸熱。鍛造好的鐵器為了增加硬度,要放到冷水里“淬火”,這是利用水的比熱容大的特性,根據(jù)據(jù)Q放=cmΔt可知,在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí),水吸熱多。17.熱熔膠槍是一種常用的粘接工具,它可以粘合許多材料,如木材、金屬、玻璃、塑料等,適用于各種DIY和手工制作項(xiàng)目。如圖是一款熱熔膠槍,扣動(dòng)扳機(jī)通電后,槍中的發(fā)熱體給膠條加熱,是利用的方式改變內(nèi)能的;此時(shí)會(huì)聞到膠熔化的氣味,這是現(xiàn)象;把熔化后的膠水?dāng)D出涂在物體上,過(guò)一段時(shí)間物體就會(huì)被“粘”住,說(shuō)明分子間存在?!敬鸢浮繜醾鬟f擴(kuò)散引力【詳解】膠條從發(fā)熱體處吸收熱量,內(nèi)能增加,是通過(guò)熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的。聞到膠熔化的氣味,這是膠水分子不斷運(yùn)動(dòng)進(jìn)入空氣中發(fā)生擴(kuò)散的結(jié)果,是擴(kuò)散現(xiàn)象。由于分子間存在引力,所以把熔化后的膠水?dāng)D出涂在物體上,過(guò)一段時(shí)間物體就會(huì)被“粘”住。18.(1)如圖,某地區(qū)深夜利用多余的電能E1驅(qū)動(dòng)水泵將水從山下抽到山頂,白天把所抽的水放出,推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電,得到的電能為E2則E1E2(選填“>”、“=”“<”);(2)質(zhì)量為2.5kg、體積為20m3、熱值為1.9×107J/m3的沼氣完全燃燒放出的熱量為J;(3)一種合金,長(zhǎng)時(shí)間放在34℃的恒溫環(huán)境中不熔化,放在60℃的水中會(huì)熔化,則該合金的熔點(diǎn)可能是:(選填序號(hào))。①20℃
②34℃
③47℃
④60℃
⑤70℃【答案】>3.8×108③【詳解】(1)由于能量的損失,消耗的電能不可能全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能,白天發(fā)電時(shí),水的機(jī)械能不能全部轉(zhuǎn)化為電能,故E1>E2。(2)沼氣完全燃燒放出的熱量為Q=qV(3)物質(zhì)達(dá)到熔點(diǎn),且不斷吸熱才會(huì)熔化,物質(zhì)的熱量總是高溫物體傳遞給低溫物體。由題意得,該合金的熔點(diǎn)大于34℃、小于60℃,綜上分析知,故①②④⑤不符合題意,③符合題意。故選③。19.兩種不同材料的燃料,甲質(zhì)量2kg,乙質(zhì)量1kg,兩者溫度都升高1℃,吸收熱量如圖所示,甲乙燃料完全燃燒后放出的熱量如圖所示,則:(1)甲的比熱容(選填“大于”、“小于”或“等于”)乙的比熱容;(2)甲的熱值(選填“大于”、“小于”或“等于”)乙的熱值?!敬鸢浮啃∮谛∮凇驹斀狻浚?)甲乙兩種燃料吸收相等熱量,升高相同溫度,而甲的質(zhì)量比乙的質(zhì)量大,根據(jù)Q=cmΔt可知,甲的比熱容小于乙的比熱容。(2)由圖可知,甲乙燃料完全燃燒后放出的熱量之比為2︰3,而甲乙的質(zhì)量之比為2︰1,則甲乙兩種燃料的熱值之比為所以,甲的熱值小于乙的熱值。20.北京時(shí)間2024年1月23日,力箭一號(hào)遙三商業(yè)運(yùn)載火箭在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,如圖所示,順利將5顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,飛行試驗(yàn)任務(wù)獲得圓滿成功?;鸺捎靡簹錇槿剂鲜且?yàn)槠浯螅ㄟx填“熱值”或“比熱容”),若火箭發(fā)射時(shí)攜帶了30t液氫燃料,這些燃料完全燃燒后產(chǎn)生熱量的60%被水吸收,能使kg的水溫度從20℃升高到80℃。(q氫=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg?℃))【答案】熱值1×107【詳解】火箭采用液氫為燃料是因?yàn)槠錈嶂荡?,相同質(zhì)量的液氫和其它燃料相比,完全燃燒時(shí)可以放出更多的熱量。液氫燃料放出的熱量為水吸收的熱量為水的質(zhì)量為21.(1)汽油機(jī)是汽車的“心臟”,汽油燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。熱機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程,請(qǐng)你判斷圖1中表示的是沖程。熱機(jī)工作時(shí)用水而不用其他液體來(lái)做冷卻劑,這是因?yàn)椋唬?)汽缸外面有水套,汽車行駛時(shí)水的溫度會(huì)升高,水的內(nèi)能會(huì)(填“增大”“減少”或“不變”),這是利用方式改變水的內(nèi)能的;(3)小明同學(xué)閱讀了某牌號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說(shuō)明書(shū)后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖2所示的圖表,請(qǐng)根據(jù)給出的信息,計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率為?!敬鸢浮炕瘜W(xué)做功水的比熱容較大增大熱傳遞30%【詳解】(1)汽油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。由圖1知,進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),火花塞點(diǎn)火,故此沖程為做功沖程。熱機(jī)工作時(shí)用水而不用其他液體來(lái)做冷卻劑,這是因?yàn)樗谋葻崛荽?,相同質(zhì)量的水與其它物質(zhì)相比,吸收相同的熱量后,水升高的溫度較低。(2)汽缸外面有水套,汽車行駛時(shí)水的溫度會(huì)升高,水的內(nèi)能會(huì)增大,這是利用熱傳遞方式改變水的內(nèi)能的。(3)由圖2知,該內(nèi)燃機(jī)的效率為η=100%-33%-30%-7%=30%三、計(jì)算題(共11分)24.388線是廣州市首條氫燃料電池公交示范線,如圖,氫燃料電池公交車擁有“加氫快、長(zhǎng)續(xù)航”的優(yōu)越性能,效率為55%,經(jīng)過(guò)半年的專項(xiàng)技術(shù)改進(jìn),388線路氫燃料電池公交車百里燃耗從7.5kg降至4.8kg,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的新成效。(已知q氫=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg?℃))。問(wèn):(1)技術(shù)改進(jìn)前,質(zhì)量為7.5kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少?可以給公交車提供多少有用功?(2)技術(shù)改進(jìn)后,公交車百里節(jié)約的能量,若不考慮熱量損失,可以使多少質(zhì)量的水從15℃加熱至45℃?!敬鸢浮浚?)1.05×109J,5.775×108J;(2)3×103kg【詳解】(1)質(zhì)量為7.5kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量為Q放=m氫q氫=7.5kg×1.4×108J/kg=1.05×109J公交車做的有用功為W=ηQ放=55%×1.05×109J=5.775×108J(2)技術(shù)改進(jìn)后,節(jié)約的氫燃料質(zhì)量為Δm=7.5kg-4.8kg=2.7kg節(jié)約的氫燃料完全燃燒放出的熱量為Q放′=Δmq氫=2.7kg×1.4×108J/kg=3.78×108J不考慮熱量損失,即Q吸=Q放′=3.78×108J根據(jù)Q=cmΔt水的質(zhì)量為答:(1)技術(shù)改進(jìn)前,質(zhì)量為7.5kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是1.05×109J,可以給公交車提供5.775×108J的有用功;(2)技術(shù)改進(jìn)后,公交車百里節(jié)約的能量,若不考慮熱量損失,可以使質(zhì)量為3×103kg的水從15℃加熱至45℃。25.小紅在實(shí)驗(yàn)室利用電加熱器加熱,完成了冰的熔化實(shí)驗(yàn),并描繪出冰的溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系圖線(如圖所示)。實(shí)驗(yàn)時(shí),冰的質(zhì)量為0.5kg,相同時(shí)間內(nèi)水和冰吸收的熱量相同,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。求:(1)根據(jù)圖線求CD段水吸收的熱量;(2)AB段冰吸收的熱量;(3)冰的比熱容?!敬鸢浮浚?)4.2×104J;(2)2.1×104J;(3)2.1×103J/(kg?℃)【詳解】(1)由Q=cmΔt知道,CD段水吸收的熱量為(2)電加熱器在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同,所以在相同時(shí)間內(nèi),冰和水吸收的熱量相同,而AB段冰吸熱時(shí)間為CD段水吸熱時(shí)間的一半,所以AB段吸收的熱量為CD段水吸收熱量的一半,即(3)AB段冰升高的溫度為由Q=cmΔt知道,冰的比熱容答:(1)CD段水吸收的熱量為4.2×104J;(2)AB段冰吸收的熱量為2.1×104J;(3)冰的比熱容為2.1×103J/(kg?℃)。四、實(shí)驗(yàn)、探究題(每空1分,共18分)26.小明學(xué)習(xí)了比熱容的知識(shí)后,想比較家里廚房常用的陳醋和花生油哪個(gè)的吸熱能力強(qiáng)。(1)小明計(jì)劃用2個(gè)完全相同的燒杯稱取相同體積的醋和油,再分別用2個(gè)相同規(guī)格的酒精燈加熱。小白提出改正與改良建議:①應(yīng)稱取相同的醋和油;②如圖甲所示,把醋和油裝入相同的試管,放入大燒杯中水浴加熱。這一改良相比原本的方案,能更加確保醋和油在相同時(shí)間內(nèi)相同;(2)小明把測(cè)得的數(shù)據(jù)用圖像法進(jìn)行分析,如圖乙所示:①由點(diǎn)B和點(diǎn)(選填“A”或“C”)可知,升高相同溫度,吸收的熱量更多,說(shuō)明的吸熱能力更強(qiáng),即的比熱容更大;【答案】質(zhì)量吸收的熱量A醋醋醋醋分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)【詳解】(1)比較不同物質(zhì)的吸熱能力時(shí),根據(jù)Q=cmΔt可知,液體的質(zhì)量要相同。放在同一個(gè)大燒杯中水浴加熱,可以保證醋和油在相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同,減小實(shí)驗(yàn)誤差。(2)由圖乙可知,兩液體實(shí)驗(yàn)前初溫相同,在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí),兩液體的末溫相同,即AB兩點(diǎn)液體升高的溫度相同。由圖可知,升高相同的溫度,醋需要加熱的時(shí)間更長(zhǎng),說(shuō)明醋吸收的熱量更多。升高相同的溫度醋吸收的熱量更多,根據(jù)c=Q/mΔt可知,醋的比熱容更大,即醋的吸熱能力更強(qiáng)。吸收相同熱量即加熱相同的時(shí)間,由圖可知,B點(diǎn)末溫高于C點(diǎn)末溫,說(shuō)明醋溫度變化量更小。(3)分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),且無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)。溫度越高,無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,所以隨著加熱時(shí)醋的溫度越來(lái)越高,能聞到的醋味越來(lái)越濃。27.小明學(xué)習(xí)燃料的熱值之后,自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究酒精和碎紙片的熱值大小。(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:通過(guò)比較兩個(gè)燒杯中水溫升高的多少來(lái)反映兩種燃料的多少;(2)為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠,以及方便比較,小王同學(xué)在兩次實(shí)驗(yàn)中除了選用完全相同的燒杯外,還應(yīng)控制相同的物理量有:;(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:燃料加熱前水溫(℃)燃料燃盡時(shí)水溫(℃)燃料的熱值(J/kg)酒精15352.4×106碎紙片1525根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算出碎紙片的熱值是J/kg;(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的燃料熱值與實(shí)際相比偏(填“大”或“小”),你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的主要原因是:?!敬鸢浮糠懦鰺崃克馁|(zhì)量和初溫、酒精和碎紙片的質(zhì)量1.2×106小燃燒產(chǎn)生的熱量沒(méi)有全部被水吸收【詳解】(1)燃料燃燒時(shí)放出熱量的多少不易觀察,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)比較兩個(gè)燒杯中水溫升高的多少來(lái)反映兩種燃料放出熱量的多少,采用了轉(zhuǎn)換法。(2)根據(jù)Q=cmΔt可知,溫度變化量除了和吸收熱量多少有關(guān)之外,還和液體的質(zhì)量有關(guān),所以為了方便比較,實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制燒杯中水的質(zhì)量和初溫相同;由Q放=mq可知,放出的熱量除了和熱值有關(guān),還與燃料的質(zhì)量有關(guān),所以要控制酒精和碎紙片的質(zhì)量相同。(3)由表中數(shù)據(jù)知,用酒精加熱時(shí),水溫從15℃升高至35℃,溫度變化量為20℃;碎紙片燃燒使水溫從15℃升高至25℃,溫度變化量為10℃,水的質(zhì)量相同,所以酒精燃燒放出的熱量是碎紙片燃燒放出熱量的2倍,酒精和碎紙片的質(zhì)量相同,根據(jù)q=Q/m知,酒精的熱值是碎紙片的兩倍,碎紙片的熱值為(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熱值偏小,因?yàn)槿剂先紵懦龅臒崃坑胁糠稚⑹У搅丝諝庵?,還有部分被燒杯等實(shí)驗(yàn)器材吸收,并沒(méi)有全部被水吸收。28.小明想知道“水和空氣哪個(gè)冷卻牛奶會(huì)更快?”于是做了如下實(shí)驗(yàn):用兩個(gè)相同的牛奶瓶,都裝入熱牛奶,一個(gè)放在溫度與室溫相同的水中,另一個(gè)就放在空氣中,為了盡量減少其它因素的影響,他把兩個(gè)瓶都用木塊墊起來(lái),放在同一桌面上。如圖所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)他每隔一定的時(shí)間記錄一次甲、乙兩溫度計(jì)的示數(shù),得到的數(shù)據(jù)如下表:時(shí)間/min024681012141618甲的示數(shù)/℃70605347423937353433乙的示數(shù)/℃70666158555250484644(1)本實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量工具是,目的是控制瓶中牛奶的相同;(2)小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出牛奶冷卻的速度是(選填“先快后慢”“先慢后快”或“均勻下降”),你覺(jué)得導(dǎo)致這種溫度變化的主要原因是;(3)分析實(shí)驗(yàn)得出:比較水和空氣,導(dǎo)熱性能更好的是;【答案】天平
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